核糖体沿mRNA转录本移码的蛋白质翻译

翻译是原核和真核细胞产生细胞生长所需蛋白质的重要过程。大量实验已被开展以探索翻译特性。多种模型也被开发以确定翻译的生化机制。然而，为简化大多数现有模型，核糖体沿mRNA转录本的移码被忽略，而这在真实细胞中实际发生并已被广泛实验研究。核糖体的移码明显影响翻译的效率和速度，因为发生移码的核糖体合成的肽链不会折叠成功能性蛋白质并会迅速降解。在本研究中，基于完全不对称简单排他过程模型，提出了一个描述翻译过程的理论模型。该模型明确包含了核糖体沿mRNA转录本在翻译延伸过程中的移码以及核糖体与mRNA密码子主体之间的结合/脱离。结果表明，在核糖体移码情况下，正确合成的肽链的速度可能随翻译起始速率$\alpha$和核糖体脱离速率$\omega_d$均先增加后减小。这一结果表明，调节翻译过程以达到蛋白质最大合成速度在理论上是可行的。核糖体沿mRNA转录本运动的交通相关问题也得到了理论探讨。依据参数值，核糖体沿mRNA的概率分布可能存在激波（或畴壁）。